Фамилия Килюшева образована от личного имени или прозвища Килюш. Это редкая фамилия, и её происхождение неоднозначно — лингвисты предлагают несколько версий, разной степени убедительности.

Наиболее вероятно, что в основе фамилии лежит мирское имя Килюш, которое восходит к существительному «кила». В «Толковом словаре живого великорусского языка» В.И. Даля «кила» — это «грыжа», «опухоль», «нарост». Прямо называть ребёнка таким словом вряд ли стали бы из-за физического недостатка. Скорее, сработал древний славянский обычай: имя-оберег. Считалось, что если назвать ребёнка Килюшем, злые духи не позарятся на него, и он вырастет здоровым и красивым. Так негативное значение работало как защита.

Вторая версия отталкивается не от имени, а от прозвища. В псковских говорах глагол «килиться» означает «мешкать, медлить, возиться», а в архангельских — «кланяться, упрашивать». В этом случае прозвище Килюш могло указывать на характер родоначальника: медлительного, нерасторопного или, наоборот, угодливого человека.

Есть и третья, менее правдоподобная гипотеза, связывающая фамилию с глаголом «киляндать» — «звонить в колокол». Если принять эту версию, то предок носителей фамилии мог быть звонарём. Однако эта трактовка уступает первым двум по надёжности, так как глагол слишком редок и узко локален.

Фамилия образована по стандартной русской модели с суффиксом -ев, который присоединяется к основам, оканчивающимся на шипящий или мягкий согласный (Килюш → Килюшев). Таким образом, фамилия Килюшева — это буквально «принадлежащая Килюшу», «из дома Килюша».